普通电阻率测井资料共55页文档
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第2章 普通电阻率测井
教 学 重 点
岩石电阻率的愝 愁
*
2011-2-18 地球物理测井方法与原理 2 /51
第一节 岩石电阻率
一、岩石电阻率
各种岩石具有不同的导电能力， 各种岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用电阻 率来表示。由物理学可知对于均匀材料的导体，电阻r： 由物理学可知对于均匀材料的导体 电阻r 对于均匀材料的导体，
1.地层水电阻率与地层所含盐类化学成分的关系 1.地层水电阻率与地层所含盐类化学成分的关系
20000ppm 24℃ Rw=?
1.地层水电阻率与地层所含盐类化学成分的关系 1.地层水电阻率与地层所含盐类化学成分的关系
（2）当地层水中所含的非NaCl盐类的含量 不可忽略时，应先用“不同离子的换算系 数图版” 求出地层水中所含各种盐类离 子的换算系数，得出该地层水中等效的 NaCl溶液矿化度，再利用“氯化钠溶液电 阻率与其浓度和温度的关系图版”确定Rw 。
1000
地层因素 地层因素F
R0 a F= = m Rw φ
•a — 比例系数，不同岩性有 比例系数， 不 同的数值， 同的数值，变化范围在 0.6～ 0.6～1.5 •m —胶结指数，随岩石胶结程 胶结指数， 胶结指数 度而变化，一般为2, 2,变化 度而变化，一般为2,变化 范围1.5 1.5～ 范围1.5～3
φt
1.总孔隙度： 1.总孔隙度：岩石中总孔隙体积与岩石体积之比 总孔隙度 2.有效孔隙度： 2.有效孔隙度：岩石中连通孔隙体积与岩石体积的比 有效孔隙度 3.缝洞孔隙度： 3.缝洞孔隙度：岩石中缝洞孔隙体积与岩石体积的比 缝洞孔隙度
φe
φ2
四、岩石电阻率与孔隙度关系
饱 含 水 岩 石 结 构 图
• b —比例系数， b=1。 比例系数， b=1。 比例系数
第2章普通电阻率测井(Ra)
1.确定岩层界面，划分薄层 和薄互层
2.判断岩性、确定渗透层及 其有效厚度
3.确定冲洗带电阻率和泥饼 厚度
4.辅助划分沉积环境
目的：掌握对于薄或薄互层状地层中渗透层的划分方
法及高阻渗透层及非渗透层的区分。
*思考题：视电阻率测井与自然电位测井组
合如何区分高电阻渗透层与非渗透层。
微梯度L=0.0375 微电位L= 0.05 探测范围：微电位8-10cm，微梯度4-5cm;
2.测量原理
二、微电极测井曲线特征
曲线重叠法原则 正、负差异 1.渗透性砂岩：中、均、正 2.泥岩：一级低值，直线 3.致密层：曲线重叠，阻值高 4.灰岩：阻值一级高值 5.岩盐、膏岩：重叠
三、微电极测井应用
Ra=k•⊿UMN/I0 Ra=f(Rt，Ri,Rm,Rs,D,d,h,L等） 1.装置系数k，来自于仪器本身，I
是否恒定。 2.仪器类型（顶、底） 3.地层厚度：
h大，测量精度高，h小，精度差. 4.井径d：
d大，对测井不利，d越大，泥浆 多。 5.泥浆电阻率：
淡水泥浆，有利 盐水泥浆，不利
四、地质应用(4)
c-d段： RMN=R1 R2
j
MN
c=
j
d MN
Rac>R1 Rad>R1
d-e段： RMN=R2
j MN jo
Ra>R2
e点及其附近： j MN = jo RMN=R2
Ra=R2
e-f段 ： j MN < jo RMN=R2
Ra<R2 f-g段： I’=2R2·I/(R1+R2)
Ra=常数
第二章 普通电阻率测井(Ra)
介绍视电阻率概念，讨论影响因素，研究测井原理及曲线特征及 应用
2.判断岩性、确定渗透层及 其有效厚度
3.确定冲洗带电阻率和泥饼 厚度
4.辅助划分沉积环境
目的：掌握对于薄或薄互层状地层中渗透层的划分方
法及高阻渗透层及非渗透层的区分。
*思考题：视电阻率测井与自然电位测井组
合如何区分高电阻渗透层与非渗透层。
微梯度L=0.0375 微电位L= 0.05 探测范围：微电位8-10cm，微梯度4-5cm;
2.测量原理
二、微电极测井曲线特征
曲线重叠法原则 正、负差异 1.渗透性砂岩：中、均、正 2.泥岩：一级低值，直线 3.致密层：曲线重叠，阻值高 4.灰岩：阻值一级高值 5.岩盐、膏岩：重叠
三、微电极测井应用
Ra=k•⊿UMN/I0 Ra=f(Rt，Ri,Rm,Rs,D,d,h,L等） 1.装置系数k，来自于仪器本身，I
是否恒定。 2.仪器类型（顶、底） 3.地层厚度：
h大，测量精度高，h小，精度差. 4.井径d：
d大，对测井不利，d越大，泥浆 多。 5.泥浆电阻率：
淡水泥浆，有利 盐水泥浆，不利
四、地质应用(4)
c-d段： RMN=R1 R2
j
MN
c=
j
d MN
Rac>R1 Rad>R1
d-e段： RMN=R2
j MN jo
Ra>R2
e点及其附近： j MN = jo RMN=R2
Ra=R2
e-f段 ： j MN < jo RMN=R2
Ra<R2 f-g段： I’=2R2·I/(R1+R2)
Ra=常数
第二章 普通电阻率测井(Ra)
介绍视电阻率概念，讨论影响因素，研究测井原理及曲线特征及 应用
《电法测井》普通电阻率测井
详细描述
普通电阻率测井使用电极系进行测量，电极系包括供电电极 、测量电极和回路电极等。电极排列方式有多种，如梯度电 极系、聚焦电极系等，不同的电极排列方式适用于不同的测 量需求和地层条件。
测量方法与测量系统
总结词
普通电阻率测井的测量方法与测量系统密切相关，测量系统的性能直接影响测量结果的准确性和可靠 性。
评估油气储量
通过分析地层电阻率的变 化，可以估算出油气储量， 为资源评估和开发计划提 供数据支持。
指导钻探和开发
通过电阻率测井数据，可 以确定最佳的钻井位置和 开发方案，提高油气开采 效率和效益。
煤田勘探
识别煤层
通过测量煤层电阻率，可以确定煤层的厚度、深度和位置，为后 续的采煤和矿区规划提供依据。
案例二
某煤田利用普通电阻率测井技术发现煤层中 存在异常区域，经进一步勘探证实存在煤层 气富集区。
工程地质案例分析
案例一
某工程利用普通电阻率测井技术探测地下岩 土层的电阻率，为工程设计和施工提供了地 质依据。
案例二
某工程利用普通电阻率测井技术监测地下水 位变化，及时发现渗漏和塌陷等安全隐患。
环境地质案例分析
普通电阻率测井的历史与发展
历史
普通电阻率测井技术自20世纪初诞生以来，经历了漫长的发展历程，技术不断 改进和完善。
发展
随着科技的不断进步，普通电阻率测井技术也在不断创新和发展，测量精度和 稳定性不断提高，应用范围也不断扩大。未来，普通电阻率测井技术将继续向 着高精度、高效率、自动化和智能化方向发展。
油气田案例分析
案例一
某油田在开发过程中，通过普通电阻 率测井技术探测到油层电阻率变化， 成功发现潜在的油藏。
案例二
某油田利用普通电阻率测井技术对油 层进行监测，发现油层电阻率异常， 及时调整开发方案，提高了采收率。
普通电阻率测井使用电极系进行测量，电极系包括供电电极 、测量电极和回路电极等。电极排列方式有多种，如梯度电 极系、聚焦电极系等，不同的电极排列方式适用于不同的测 量需求和地层条件。
测量方法与测量系统
总结词
普通电阻率测井的测量方法与测量系统密切相关，测量系统的性能直接影响测量结果的准确性和可靠 性。
评估油气储量
通过分析地层电阻率的变 化，可以估算出油气储量， 为资源评估和开发计划提 供数据支持。
指导钻探和开发
通过电阻率测井数据，可 以确定最佳的钻井位置和 开发方案，提高油气开采 效率和效益。
煤田勘探
识别煤层
通过测量煤层电阻率，可以确定煤层的厚度、深度和位置，为后 续的采煤和矿区规划提供依据。
案例二
某煤田利用普通电阻率测井技术发现煤层中 存在异常区域，经进一步勘探证实存在煤层 气富集区。
工程地质案例分析
案例一
某工程利用普通电阻率测井技术探测地下岩 土层的电阻率，为工程设计和施工提供了地 质依据。
案例二
某工程利用普通电阻率测井技术监测地下水 位变化，及时发现渗漏和塌陷等安全隐患。
环境地质案例分析
普通电阻率测井的历史与发展
历史
普通电阻率测井技术自20世纪初诞生以来，经历了漫长的发展历程，技术不断 改进和完善。
发展
随着科技的不断进步，普通电阻率测井技术也在不断创新和发展，测量精度和 稳定性不断提高，应用范围也不断扩大。未来，普通电阻率测井技术将继续向 着高精度、高效率、自动化和智能化方向发展。
油气田案例分析
案例一
某油田在开发过程中，通过普通电阻 率测井技术探测到油层电阻率变化， 成功发现潜在的油藏。
案例二
某油田利用普通电阻率测井技术对油 层进行监测，发现油层电阻率异常， 及时调整开发方案，提高了采收率。
01普通电阻率测井
第八章 电阻率测井电测井是以研究岩石电阻率、电化学活动性和介电常数等电学性质为基础的一系列测井方法。
它可分为电阻率测井、电化学测井、感应测井、激发极化测井和介电常数测井等, 已广泛用于石油、煤田、金属非金属、水文与工程勘查中。
电阻率测井基于在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些地质问题。
电阻率测井可分为普通电阻率测井、侧向测井和微电阻率测井等。
第一节 普通电阻率测井普通电阻率测井又称视电阻率测井，它是使用最早、应用较广的电阻率测井方法。
一、基本概念(一)测量原理根据电场理论，岩石电阻率只有当给岩石供以一定的电流时才能测定，所以在进行电阻率测井时，必须要有电源、供电线路和测量线路（图8-1）。
图中，电源和供电电极A 、B 组成的回路为供电线路，它通过A 电极供给电流I ，通过B 电极返回电源， 由此在钻孔内建立电场。
由检流计和测量电极M 、N 组成的回路为测量线路，测量 M 与N 电极之间的电位差为MN U 。
图8-1 普通电阻率测井的测量原理图置于井中的电极，称为下井电极；留在地面的电极，称为地面电极。
由下井电极组成的一个可移动但相对位置不变的体系，常称为电极系。
测井是在电极系从井底以一定的速度向井口移动时进行的。
在电极系提升过程中，由记录仪测量并绘制M 、N 之间沿井深变化的电位差曲线，再根据电场与电阻率的关系，可换算成沿井深变化的岩石电阻率曲线。
由此可知，电阻率测井的实质是研究钻井剖面各种不同岩层中电场分布特征。
当不考虑钻孔影响，设电极系周围的介质是电阻率为ρ的均匀无限各向同性的岩石。
考虑到电极的尺寸远小于电极之间的距离，以及地面电极至电极系的距离远超过电极系长度，则电极可视为点电极，且地面电极的影响忽略不计。
这样普通电阻率测井的理论就简化为计算点电源在均匀无限各向同性介质中的电场分布问题（图8-2），则该电场中测量电极M 、N 之间的电位差为ρπI AN AMMN U MN ⨯=∆4 并由此得到岩石电阻率为IU K MN ∆=ρ (8-1) MNAN AM K ⨯=π4 式中 K — 电极系系数；I — 供电电流(恒流供电),mA ；MN U ∆ — 测量电极M 、N 之间的电位差，mV 。
普通电阻率测井地质测井资料
第二章 普通电阻率测井
普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一， 岩石的电阻率和岩性、储油物性、含油性有密 切的关系，利用岩石电阻率来区分油性、划分 油水层进行剖面对比就是普通电阻率测井的主 要任务。
§1、岩石电阻率的影响因素
1、 岩石电阻率与岩性的关系
①岩性不同对岩石电阻率的影响 不同岩性的岩石，它的电阻率是不同的。从表 1可以看出， 不同的岩石、矿物的电阻率各不相同。金属矿物的电阻率极低， 而造岩矿物（石英、云母、方解石等）及石油的电阻率都很高。 对于致密岩石像致密灰岩、火成岩等它们的电阻率都很高，而像 泥岩，含水砂岩、泥质砂岩等电阻率较低（注意泥岩的电阻率特 点）。
达式为：
Ra
?
K ?U I
视电阻率 Ra ，其表
一般电极系系数可以通过仪器刻度得到。因此，测井
技术要求人们要通过仪器上的改进，尽可能获得逼近 地层真实情况的信息，也要求人们从原理上和处理方
法上，进行地层真电阻率的反演，实际上，这两方面 都面临着较大的困难，原因在于测井环境的复杂性及 测井工艺本身的局限性。
I
（3）实际电阻率测井原理
当忽略井眼影响，无穷大均匀介质地层，有供电电
极则A有，测量? U电MN 极? R4?t IM(、A1MN?，A1N根) ?据R4?t I均?A匀MM?N介AN质电位与电阻率之间
的关系，则 M、N点电位分别为：
Rt
?
4?
AM ?AN ?? U MN ? K ?? U MN
MN
②岩石的导电类型 对于金属矿物来讲，它们的导电能力取决于金属的丰富的 自由电子，对于致密岩石由于孔隙度很小，它的导电能力也取 决于自由电子，只不过本身含的自由电子很少，因此电阻率很 高，这类依靠自由电子导电的岩石叫电子导电型岩石； 对于孔隙型和裂缝型的岩石，它们的孔隙空间充满了地层 水，地层水含有盐类离子，此类岩石的导电能力取决于这些离 子，称之为离子导电类型岩石。 沉积岩石电阻率的大小主要决定于组成岩石的颗粒大小、组 织结构和岩石中所含流体的性质。
普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一， 岩石的电阻率和岩性、储油物性、含油性有密 切的关系，利用岩石电阻率来区分油性、划分 油水层进行剖面对比就是普通电阻率测井的主 要任务。
§1、岩石电阻率的影响因素
1、 岩石电阻率与岩性的关系
①岩性不同对岩石电阻率的影响 不同岩性的岩石，它的电阻率是不同的。从表 1可以看出， 不同的岩石、矿物的电阻率各不相同。金属矿物的电阻率极低， 而造岩矿物（石英、云母、方解石等）及石油的电阻率都很高。 对于致密岩石像致密灰岩、火成岩等它们的电阻率都很高，而像 泥岩，含水砂岩、泥质砂岩等电阻率较低（注意泥岩的电阻率特 点）。
达式为：
Ra
?
K ?U I
视电阻率 Ra ，其表
一般电极系系数可以通过仪器刻度得到。因此，测井
技术要求人们要通过仪器上的改进，尽可能获得逼近 地层真实情况的信息，也要求人们从原理上和处理方
法上，进行地层真电阻率的反演，实际上，这两方面 都面临着较大的困难，原因在于测井环境的复杂性及 测井工艺本身的局限性。
I
（3）实际电阻率测井原理
当忽略井眼影响，无穷大均匀介质地层，有供电电
极则A有，测量? U电MN 极? R4?t IM(、A1MN?，A1N根) ?据R4?t I均?A匀MM?N介AN质电位与电阻率之间
的关系，则 M、N点电位分别为：
Rt
?
4?
AM ?AN ?? U MN ? K ?? U MN
MN
②岩石的导电类型 对于金属矿物来讲，它们的导电能力取决于金属的丰富的 自由电子，对于致密岩石由于孔隙度很小，它的导电能力也取 决于自由电子，只不过本身含的自由电子很少，因此电阻率很 高，这类依靠自由电子导电的岩石叫电子导电型岩石； 对于孔隙型和裂缝型的岩石，它们的孔隙空间充满了地层 水，地层水含有盐类离子，此类岩石的导电能力取决于这些离 子，称之为离子导电类型岩石。 沉积岩石电阻率的大小主要决定于组成岩石的颗粒大小、组 织结构和岩石中所含流体的性质。
普通电阻率测井
电缆保护器
保护电缆不受损坏，确保数据传输的稳定性。
井口控制器
控制井口设备的开关和调节，如泥浆泵和气 体分离器等。
03
普通电阻率测井的操作 流程
测井前准备
01
02
03
仪器检查
确保测井仪器工作正常， 无故障，并按照要求进行 校准。
井场调研
了解井场的地质、地层、 井况等信息，为测井提供 基础数据。
工具准备
通过集成人工智能、物联网和大数据等技术，实 现电阻率测井的智能化和自动化，提高测量效率 和精度。
多学科交叉融合
加强与其他地球物理、地质学、环境科学等学科 的交叉融合，拓展电阻率测井技术的应用领域和 范围。
绿色环保与可持续发展
在电阻率测井技术的发展过程中，注重环境保护 和可持续发展，降低测量过程中的能耗和污染。
地面设备
电源系统
为井下仪器提供电源，通常采 用直流电源。
采集系统
用于采集井下仪器传输的数据 ，具备数据存储和处理功能。
控制系统
对井下仪器进行控制，包括发 送指令和接收数据。
显示器
实时显示测量数据和图像，便 于现场分析和解释。
井下仪器
01
02
03
04
电阻率探头
测量地层电阻率的传感器，通 常采用四极或三极探头。
地层岩石的孔隙度决定了地层中流体的分布和流动性，从而影响电阻率的测量值。一般来说，低孔隙度的岩石具 有较高的电阻率，而高孔隙度的岩石则具有较低的电阻率。因此，在分析普通电阻率测井结果时，需要考虑地层 岩石的孔隙度因素。
05
普通电阻率测井的优缺 点
优点
精度高
普通电阻率测井能够提供高精度的地 层电阻率测量结果，有助于准确评估 地层特性。
普通电阻率测井详解
Sw——含水饱和度
第十二页，共58页。
阿尔奇公式 （Archie)
F
R0 RW
a
m
I
Rt R0
b SW n
第十三页，共58页。
岩石电阻率与地层水性质的关系
含盐类型、矿化度、温度
第十四页，共58页。
地层水电阻率RW
第十五页，共58页。
P19
地层水电阻率与水中的盐类型的关系
溶液浓度 （g/L）
0.01 0.10 1.00
18℃时的溶液电阻率（Ω.m）
NaCl
536 54.6 5.75
KCl
573 58.2 6.11
MgCl2
431 45.0 4.99
第十六页，共58页。
第十七页，共58页。
不同离子的换算系数图版
［例题］ 某地层水水样分析结果为： Ca2+ :460ppm；SO42－ :1400ppm；Na++Cl－ :19000ppm 求该水样等效NaCl的矿化度
二、测量原理 1、电极系贴井壁
2、视电阻率：
U Ra K
I0
ΔU= ΔUM1M2 UM2
K——电极系系数，需用实验的方法得到
第四十八页，共58页。
3、微电极测井曲线 （视电阻率曲线） 曲线：以相同的基线、相同的横向比例尺重叠绘制
第四十九页，共58页。
三、主要用途
1、2、划确分定岩岩性层和界储面集：层分(曲歧线点不重合)
第五十三页，共58页。
一、标准测井项目
原则：简单适用（粗略划分岩性和油气水层）
1.标准电极系测井（电阻率）
M2.25A0.5B
反映界面清楚，但不对称，受高 阻邻层屏蔽影响
B2.25A0.5M
第十二页，共58页。
阿尔奇公式 （Archie)
F
R0 RW
a
m
I
Rt R0
b SW n
第十三页，共58页。
岩石电阻率与地层水性质的关系
含盐类型、矿化度、温度
第十四页，共58页。
地层水电阻率RW
第十五页，共58页。
P19
地层水电阻率与水中的盐类型的关系
溶液浓度 （g/L）
0.01 0.10 1.00
18℃时的溶液电阻率（Ω.m）
NaCl
536 54.6 5.75
KCl
573 58.2 6.11
MgCl2
431 45.0 4.99
第十六页，共58页。
第十七页，共58页。
不同离子的换算系数图版
［例题］ 某地层水水样分析结果为： Ca2+ :460ppm；SO42－ :1400ppm；Na++Cl－ :19000ppm 求该水样等效NaCl的矿化度
二、测量原理 1、电极系贴井壁
2、视电阻率：
U Ra K
I0
ΔU= ΔUM1M2 UM2
K——电极系系数，需用实验的方法得到
第四十八页，共58页。
3、微电极测井曲线 （视电阻率曲线） 曲线：以相同的基线、相同的横向比例尺重叠绘制
第四十九页，共58页。
三、主要用途
1、2、划确分定岩岩性层和界储面集：层分(曲歧线点不重合)
第五十三页，共58页。
一、标准测井项目
原则：简单适用（粗略划分岩性和油气水层）
1.标准电极系测井（电阻率）
M2.25A0.5B
反映界面清楚，但不对称，受高 阻邻层屏蔽影响
B2.25A0.5M
七章二节电阻率测井
2. 梯度电极系视电阻率理论曲线特征
设R1=R3=Rs=1 m ，R2=5 m ，且不考虑井的影响， 可以得到理想梯度电极系是电阻率曲线。可以看到，顶部 和底部梯度电极系Ra曲线形状刚好相反
定性说明梯度电极系在厚、中、薄地层Ra变化规律的方法： 由于忽略了井的影响，并使用理想梯度电极系，则Ra为
电极系：放置在井中的三个电极形成的一个相对位置不变的体系。 测井时 ，把电极系放入井中，而另一个电极（B或N）留在地 面。当电极系由井底向 井口移动时，有供电电 极A，B供给电流I，有 测量电极M，N测量电
位差 U ，电位差
的变化就反映了井内 不同地层电阻率井眼所穿过的地层是均匀各向同性的无限大 介质，即岩性相同，且电阻率都是R。以点电源A（电 流强度为I）为球心,空间任取一点P，它到A的距离为r， 以r为半径作一球，求球面上任一点P的电位。 球面上的电流密度为：
综上所述，根据梯度或电位、正装或倒装、单极供电 或双极供电，可以把电极系分为8种不同的电极系，见下表
电极系的表示方法：通常按照电极在井中的次序，由 上到下写出代表电极的字母，字母间写出相应电极间的距 离，（以米为单位）表示电极系的类。如：A0.4M0.1N表 示电极距为0.45m的底部梯度电极系，电极A、M之间的距 离为0.4m，M、N之间的距离为0.1m。 （4）电极系互换原理 把电极系中的电极和地面电极功能互换（原供电电 极改为测量电极，原测量电极改为供电电极），而各电极 间的相对位置不变，则所得到的视电阻率值不变，这称为 电极系互换原理。根据互换原理，表7-4中的梯度电极系 实质上只有两种类型，电位电极系只有一种类型。 （5）电极系探测深度通常以探测半径r来表示，在均匀介质 中，以供电电极为中心，以某一半径划一假想球面，若假 想球面内包含的介质对电极系测量结果的贡献占整个测量 结果的50%，则此半径r就是该电极系的探测深度或探测半 径。一般梯度电极系的探测范围是1.4倍电极距L，而电位 电极系的r=2L。由此可知，L越大探测深度也越大。